CN113171936B - 光刻工艺中的涂胶方法 - Google Patents

光刻工艺中的涂胶方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113171936B
CN113171936B CN202110409897.3A CN202110409897A CN113171936B CN 113171936 B CN113171936 B CN 113171936B CN 202110409897 A CN202110409897 A CN 202110409897A CN 113171936 B CN113171936 B CN 113171936B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wafer
speed interval
photoresist
glue
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110409897.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113171936A (zh
Inventor
刘冲
吴长明
姚振海
陈骆
王绪根
朱联合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hua Hong Semiconductor Wuxi Co Ltd
Original Assignee
Hua Hong Semiconductor Wuxi Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hua Hong Semiconductor Wuxi Co Ltd filed Critical Hua Hong Semiconductor Wuxi Co Ltd
Priority to CN202110409897.3A priority Critical patent/CN113171936B/zh
Publication of CN113171936A publication Critical patent/CN113171936A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113171936B publication Critical patent/CN113171936B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0208—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to separate articles
    • B05C5/0212—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to separate articles only at particular parts of the articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1002—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves
    • B05C11/1005—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves responsive to condition of liquid or other fluent material already applied to the surface, e.g. coating thickness, weight or pattern
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C13/00—Means for manipulating or holding work, e.g. for separate articles
    • B05C13/02—Means for manipulating or holding work, e.g. for separate articles for particular articles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光刻工艺中的涂胶方法，包含：步骤一，将晶圆放置于载台上并固定，载台旋转带动所述晶圆进行第一速度区间的旋转，同时滴胶喷嘴在晶圆的圆心处从晶圆上方向下进行滴胶；步骤二，滴胶达到设计量之后，然后将载台旋转速度调整至第二速度区间，同时继续向晶圆表面滴涂光刻胶；所述第二速度区间大于第一速度区间；步骤三，将所述滴胶喷嘴从晶圆圆心处向外偏移，同时将晶圆转速调整至第三速度区间，继续滴胶，此时滴胶位置偏离晶圆圆心；所述第三速度区间小于第一、第二速度区间；步骤四，滴胶结束，将晶圆转速调整至第四速度区间，使光刻胶胶膜干燥；本工艺方法在晶圆中心区域能保持良好的涂胶形貌，膜厚均一性得到显著改善。

Description

光刻工艺中的涂胶方法
技术领域
本发明半导体集成电路制造领域，特别涉及一种光刻工艺方法，特别是指光刻工艺中涂光刻胶的工艺。
背景技术
集成电路制造主要包括光刻、刻蚀、淀积、薄膜、CMP。光刻是其中最重要的图形形成部门。
光刻工艺是半导体生产制造中关键工艺。光刻是利用光化学反应将掩膜版上的图形转印到晶圆上，为选择性刻蚀和离子注入做准备。光刻的图形形成主要步骤是涂胶，曝光和显影。
涂胶就是在晶圆表面均匀的涂上一层一定厚度的光刻胶，光刻胶滴在高速旋转的晶圆片表面，晶圆高速旋转，光刻胶在离心力作用下散开覆盖在晶圆表面，利用高速匀胶技术实现光刻胶厚度及均匀性的可控。越先进工艺制程对光刻胶性能要求越高，光刻胶粘度越低越有利于旋涂，可以实现越薄的厚度，此时对光光刻胶均匀性要求越高。涂胶的旋转速度以及滴胶量需要根据工艺工程师确定的参数来设定，光刻胶在晶圆转动达到一定的转速后均匀覆盖在晶圆表面，同时多余的光刻胶被甩出。硅片上光刻胶的厚度和均匀性是非常关键的质量参数，光刻胶的厚度并不是由滴胶量来确定，因为绝大多数光刻胶都飞离了硅片，只有小于1%的量留在硅片上，对于光刻胶厚度最关键的参数是转速和光刻胶的粘度，粘度越高转速越低，光刻胶就越厚。低粘度的光刻胶有更薄的胶膜厚度。
光刻胶厚度均匀性可用表面形貌来描述,不均匀的膜厚会导致晶圆面内均一性CDU的异常，会引起电路中电学性质漂移，影响晶圆生产良率。光刻胶覆盖范围应小于平均值的3%,且越小越好
现有的涂胶工艺以动态滴胶为例包括：晶圆进行低速旋转，同时光刻胶通过滴胶喷嘴滴在晶圆的中心点上，然后晶圆加速旋转，提高到一个较高的转速，比如1300～1700rpm，此时光刻胶在离心力的作用下均匀覆盖在晶圆表面，同时多余的光刻胶被甩离晶圆，以固定转速继续旋转晶圆，直至光刻胶中的溶剂挥发，光刻胶胶膜干燥，将晶圆转速降至100～300rpm。低粘度光刻胶使用普通参数喷涂时，由于晶圆中心区域离心率较低，光刻胶在晶圆中心堆积，膜厚经常有跳点的现象，使得膜厚范围频繁出现偏差，超出设定范围，增加机台宕机频率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种光刻工艺方法，解决低粘度光刻胶在晶圆表面旋涂时晶圆中心区域光刻胶膜厚跳点的问题。
为解决上述问题，本发明所述的光刻工艺方法，包含如下的步骤：
步骤一，提供一晶圆，将所述晶圆放置于载台上并固定，载台旋转带动所述晶圆进行第一速度区间的旋转，同时滴胶喷嘴在晶圆的圆心处从晶圆上方向下进行滴胶；
步骤二，滴胶达到设计量之后，然后将载台旋转速度调整至第二速度区间，同时继续向晶圆表面滴涂光刻胶；所述第二速度区间大于第一速度区间；
步骤三，将所述滴胶喷嘴从晶圆圆心处向外偏移，同时将晶圆转速调整至第三速度区间，继续滴胶，此时滴胶位置偏离晶圆圆心；所述第三速度区间小于第一、第二速度区间；
步骤四，滴胶结束，将晶圆转速调整至第四速度区间，使光刻胶胶膜干燥；所述第四速度区间均小于第一、第二、第三速度区间。
进一步的改进是，所述的晶圆为硅晶圆、锗硅晶圆、砷化镓晶圆。
进一步的改进是，所述第一速度区间为400～600rpm。
进一步的改进是，所述第二速度区间为1300～1700rpm，光刻胶在此转速下在离心力作用下逐渐散开均匀覆盖于晶圆表面。
进一步的改进是，所述步骤三中将滴胶喷嘴从晶圆圆心处向外侧偏移5～10mm的距离，使滴胶的位置偏离晶圆圆心。
进一步的改进是，所述第三速度区间为100～300rpm。
进一步的改进是，所述的第四速度区间为10～20rpm。
所述的光刻胶为低粘度光刻胶，其粘度值小于2CP。
本发明所述的光刻工艺中的涂胶方法，针对传统涂胶工艺对于低粘度光刻胶在晶圆中心区域离心力小导致涂胶膜厚不均匀的问题，在涂胶结束前将滴胶喷嘴从晶圆圆心处偏移5～10mm位置然后继续滴胶同时相应调低晶圆转速，使得低粘度的光刻胶在离心力较小的晶圆中心区域能保持良好的涂胶形貌，膜厚均一性得到显著改善，消除膜厚跳点现象。
附图说明
图1 是现有涂胶工艺流程图。
图2 是现有工艺涂胶后光刻胶膜厚分布测量曲线图。
图3 是本发明涂胶工艺流程图。
图4 是本发明工艺涂胶后光刻胶膜厚分布测量曲线图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大，自始至终相同附图标记表示相同的元件。
空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和4“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
本发明所述的光刻工艺方法，如图3所示的实施例中，包含如下的步骤：
步骤一，将一硅晶圆或者是其他类型的晶圆放置于载台上，载台上钻有多个风孔连接真空设备，真空设备进行抽真空使所述硅晶圆被吸附于载台上而被固定，载台旋转带动所述晶圆进行转速第一速度区间，即400～600rpm的旋转，比如本实施例采用转速500rpm的速度旋转，在晶圆维持这一速度旋转的同时，一滴胶喷嘴在晶圆的圆心处的上方向所述晶圆上进行滴胶，滴下来的光刻胶落在晶圆的圆心处，然后在晶圆旋转所产生的离心力作用下从圆心处向整个晶圆表面逐渐散开，但此时晶圆的转速较低，离心力有限，滴下来的光刻胶主要还是聚集在靠近晶圆圆心的区域，在自身的粘度以及较小的离心力作用下无法向晶圆外侧铺开。当滴落的光刻胶达到一定的剂量时，开始提高晶圆转速，使晶圆上的光刻胶散开，也就是接下来的步骤二——铺胶步骤。
步骤二，滴胶达到设计剂量之后，调整载台转速，将载台旋转速度调整至第二速度区间，即1300～1700rpms的高转速区间，典型值比如1500rpm，在晶圆高速旋转的同时继续向晶圆表面滴涂光刻胶。在这一高转速下，晶圆上的光刻胶在离心力作用下从圆心处逐渐向晶圆外圈散开，将晶圆表面铺满光刻胶，使得光刻胶在晶圆表面形成薄薄的一层胶膜。胶膜的厚度通过转速以及光刻胶的粘度来控制，本发明所涉及的技术方案均针对的是采用低粘度光刻胶的情况，其粘度值小于2CP，低粘度光刻胶能达到更薄的胶膜厚度。
载台带动晶圆在此高转速区间的运转下，多余的光刻胶会被甩出晶圆表面。
步骤三，将所述滴胶喷嘴从晶圆圆心处向晶圆的圆周方向偏移，偏移量约为5～10mm，比如7mm，同时将晶圆转速再降速到第三速度区间，即100～300rpm的区间，比如200rpm，同时滴胶喷嘴继续保持滴胶，此时滴胶位置偏离晶圆圆心。由于圆心处的离心力几乎为零，传统的滴胶方式，在圆心处由于离心力过小导致圆心区域的光刻胶很难向晶圆外围铺开，晶圆靠圆心的中心区域的光刻胶膜厚就很难控制。将滴胶的落点偏离圆心可以使落在晶圆中心区域的光刻胶能够获得相对更大的离心力，从而更有利于光刻胶向外围的均匀铺开，中心区域的光刻胶成膜一致性更好。
步骤四，滴胶结束，不再滴胶。将晶圆转速调整至第四速度区间，即10～20rpm，低速旋转一定时间，使光刻胶胶膜干燥，完成涂胶，进行后续的的烘烤固膜等常规工艺。
经过上述工艺之后，对完成涂胶的光刻胶膜进行厚度测量，测量包括在整个晶圆面内均匀取点，靠圆心处以及靠近晶圆圆周的多个点测量光刻胶膜厚，测量数据如图4所示，图中的纵坐标表示膜厚，单位为Å，横坐标是晶圆上的量测点的位置，相当于离圆心处的距离。从曲线图上可以看出，光刻胶膜厚大致在一个很小的范围内波动，整体均匀性良好，没有特别突出的跳点现象。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光刻工艺中的涂胶方法，其特征在于，包含如下的步骤：
步骤一，提供一晶圆，将所述晶圆放置于载台上并固定，载台旋转带动所述晶圆进行第一速度区间的旋转，同时滴胶喷嘴在晶圆的圆心处从晶圆上方向下进行滴胶；第一速度区间为400～600rpm；
步骤二，滴胶达到设计量之后，然后将载台旋转速度调整至第二速度区间，同时继续向晶圆表面滴涂光刻胶；所述第二速度区间大于第一速度区间，所述第二速度区间为1300～1700rpm，光刻胶在此转速下在离心力作用下逐渐散开均匀覆盖于晶圆表面；
步骤三，将所述滴胶喷嘴从晶圆圆心处向外偏移，同时将晶圆转速调整至第三速度区间，继续滴胶，此时滴胶位置偏离晶圆圆心；所述第三速度区间小于第一、第二速度区间；
步骤四，滴胶结束，将晶圆转速调整至第四速度区间，使光刻胶胶膜干燥；所述第四速度区间均小于第一、第二、第三速度区间。
2.如权利要求1所述的光刻工艺中的涂胶方法，其特征在于：所述的晶圆为硅晶圆、锗硅晶圆、砷化镓晶圆。
3.如权利要求1所述的光刻工艺中的涂胶方法，其特征在于：所述步骤三中将滴胶喷嘴从晶圆圆心处向外侧偏移5～10mm的距离，使滴胶的位置偏离晶圆圆心。
4.如权利要求1所述的光刻工艺中的涂胶方法，其特征在于：所述第三速度区间为100～300rpm。
5.如权利要求1所述的光刻工艺中的涂胶方法，其特征在于：所述的第四速度区间为10～20rpm。
6.如权利要求1～5任一项所述的光刻工艺中的涂胶方法，其特征在于：所述的光刻胶为低粘度光刻胶，其粘度值小于2CP。
CN202110409897.3A 2021-04-16 2021-04-16 光刻工艺中的涂胶方法 Active CN113171936B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110409897.3A CN113171936B (zh) 2021-04-16 2021-04-16 光刻工艺中的涂胶方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110409897.3A CN113171936B (zh) 2021-04-16 2021-04-16 光刻工艺中的涂胶方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113171936A CN113171936A (zh) 2021-07-27
CN113171936B true CN113171936B (zh) 2023-07-04

Family

ID=76923466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110409897.3A Active CN113171936B (zh) 2021-04-16 2021-04-16 光刻工艺中的涂胶方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113171936B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115770709B (zh) * 2021-09-01 2023-08-08 上海中欣晶圆半导体科技有限公司 一种硅片定位分段式涂蜡转速改善平坦度的方法
CN114515666A (zh) * 2022-01-18 2022-05-20 深圳大学 基于机器人的涂胶装置和涂胶方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200938956A (en) * 2008-03-10 2009-09-16 United Microelectronics Corp Method for forming photoresist layer
SG2014009955A (en) * 2011-09-20 2014-08-28 Ev Group E Thallner Gmbh Device and method for coating of a carrier wafer
CN103365075B (zh) * 2012-03-26 2017-06-23 上海华虹宏力半导体制造有限公司 一种能消除晶圆表面彩纹的光刻工艺方法
CN111604236B (zh) * 2020-06-11 2022-07-08 沈阳芯源微电子设备股份有限公司 一种以taiko环结构为衬底的超薄型晶圆的涂胶方法
CN111905989A (zh) * 2020-08-14 2020-11-10 中国科学院微电子研究所 高粘度光刻胶的涂胶方法
CN112415854A (zh) * 2020-11-23 2021-02-26 华虹半导体(无锡)有限公司 改善晶圆光刻胶涂布效果的方法
CN112596340A (zh) * 2020-12-29 2021-04-02 苏州科阳半导体有限公司 一种晶圆片的光刻胶涂布方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113171936A (zh) 2021-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113171936B (zh) 光刻工艺中的涂胶方法
JP3276449B2 (ja) 回転塗布方法
US20060223336A1 (en) Method for forming a resist film on a substrate having non-uniform topography
US7718551B2 (en) Method for forming photoresist layer
US5677001A (en) Striation-free coating method for high viscosity resist coating
US20200017693A1 (en) Priming Material for Substrate Coating
US20130137034A1 (en) Method of pre-treating a wafer surface before applying a solvent-containing material thereon
JP6448064B2 (ja) スピンコーティングにおける欠陥制御のためのカバープレート
KR19980066284A (ko) 포토테지스트 도포장치 및 도포방법
KR20070059912A (ko) 감광물질 도포 방법
CN112415854A (zh) 改善晶圆光刻胶涂布效果的方法
KR20110096076A (ko) 캐리어 용매 조성물, 코팅 조성물, 및 두꺼운 중합체 코팅의 제조 방법
CN111905988A (zh) 光刻胶的涂胶方法
JPS63313160A (ja) フォトマスク用基板等へのレジスト塗布方法およびスピンナチャック装置
US5773082A (en) Method for applying photoresist on wafer
JP2013214689A (ja) 半導体装置の製造方法および塗布装置
US20020076945A1 (en) Method for spin coating high viscosity materials on silicon wafers
KR100685679B1 (ko) 스핀 코팅 방법
JPH0330417A (ja) 集積回路製造プロセスにおけるフォトレジストの形成方法
JPS62221464A (ja) 回転塗布用真空吸着台
KR20060135984A (ko) 스핀 코팅 방법
JP2011023387A (ja) レジスト膜の形成方法
US20210349393A1 (en) Method for improving uniformity of photoresist development
JPS5855976Y2 (ja) スピンコ−タ−
JPH09134909A (ja) 薄膜形成用回転塗布装置、半導体装置、及び薄膜の形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant